Применение сосудов высокого давления

Классификация сосудов, работающих под давление. Причины аварий и методы их предупреждения

Сосуды под давлением (СпД) – это герметически закрытые системы или сосуды, в которых газообразная или жидкая среда нах-ся под давлением, отличным от атмосферного. В данных сосудах возможно протекание химических и тепловых реакций. Характерными особенностями таких сосудов явл-ся:

1. Наличие как минимум двух предохранительных клапанов или аналогичных устройств для сброса излишнего давления.

2. Необходимость контрольно измерительных приборов, в частности манометров для контроля давления в сосудах или системах.

3. При разгерметизации сосудов или систем за счет перепада давления между атмосферой и системой, а также за счет выброса содержимого сосудов в окружающую среду, возможно освобождение большой энергии, что приводит к взрывам, пожарам, тепловым повреждениям окружающих, а в случае химически агрессивных сред возможны отравления окружающих. Поэтому разгерметизация СпД представляет собой большую опасность.

Эксплуатация, проектирование и монтаж СпД должны выполняться согласно соответствующим требованиям Госгортехнадзора по эксплуатации сосудов под давлением. Согласно этим требованиям СпД разделены на следующие группы:

1. котлы (паровые и котловые (водогрейные))

2. компрессорные установки

4. сосуды и цистерны для хранения и транспортировки сжатых, сжиженных и растворенных газов и жидкостей

5. трубопроводы под давлением для транспортировки вышеперечисленных газов и жидкостей.

В котельных установках наиболее опасный фактор – перегретая вода (опасней пара), при ее испарении в атмосферу выд-ся большое количество энергии, что приводит к дополнительной опасности взрыва и пожара.

Также в котельных установках опасными факторами явл-ся устройства подачи топлива. Котельные установки могут работать на: твердом топливе (торф, древесина), которые явл-ся пожароопасными материалами; на жидком топливе, в частности мазут; на газу.

1. Превышение давления внутри котла выше предельно допустимого значения. Котлы проектируются и рассчитываются на рабочее и предельное давление (предельное выше рабочего). При длительном превышении давления в котле выше предельно допустимого возможны нарушения в структуре материала котла. В результате возможно появл-е микротрещин, а затем и разгерметизации котла. Причиной длительного превышения давления внутри котла явл-ся плохая работа предохранительной арматуры, через которую должно сбрасываться излишнее давление. В качестве предохранительной арматуры прим-ся предохранительные клапаны или взрывные мембраны. Также для контроля давления в котле должны прим-ся контрольно измерительные приборы (КИП), в частности манометры. Предохранительная арматура должна периодически проходить проверку в специальных лабораториях. Также для предупреждения появления трещин в стенках котлов периодически производится внутренний осмотр стенок котлов и различных соединений трубопроводов, паропроводов к котлам.

2. Уровень котловой воды (холодной воды в котле) ниже расчетного или допустимого. В результате понижения уровня холодной воды происходит недостаточное охлаждение (перегрев) стенок котла, возникает явление текучести металла. В результате появл-ся трещины и разгерметизация котла. Для предотвращения этой причины необходим постоянный контроль уровня котловой воды. Для этого как минимум на котлах устан-ся водомерные стекла, указывающие уровень воды. На котлах с большим давлением уст-ся уровнемеры.

3. Коррозия стенок котла и подводящих трубопроводов. Основная причина – некачественный состав котловой воды. Согласно требованиям к составу котловой воды водогрейные котлы небольшой производительности не требуют специальной подготовки воды. Паровые котлы большой производительности и особо большого давления (выше 5 атмосфер) требуют специальной установки водоподготовки, которая вкл-ет в себя систему очистки воды и подачи воды под давлением с помощью насосов. Также для борьбы с коррозией периодически производится внутренний осмотр стенок котлов и трубопроводов.

4. Ветхость котла. Причина ветхости – превышение давления, перегрев стенок котла, качество воды, несвоевременный внутренний осмотр стенок котла.

5. Некачественный ремонт котлов, т.е. некачественные сварные и механические соединения. Для борьбы с этой проблемой все соединения после ремонта должны пройти контроль.

Для предотвращения различных аварий в котельных установках предусм-ся система автоматики безопасности, которая при превышении давления внутри котла срабатывает на изменение подачи топлива котлу. Также автоматика безопасности предусматривает автоматическое срабатывание световой и звуковой сигнализации на изменение основных параметров (t 0 , давление, уровень воды).

Компрессорные установки (КУ)

КУ предназначены для получения сжатого воздуха или другого инертного газа.

1. Превышение давления в корпусе компрессора выше предельно допустимого уровня. Из-за плохой работы КИП или их отсутствия и плохой работы предохранительных клапанов.

2. Возгорание внутри компрессора, особенно в воздушных компрессорах. Это возможно в случае плохой работы фильтров. Частички пыли, имеющиеся в воздухе при высоком давлении и активном движении поршня, могут загореться, что приводит к взрыву компрессора.

3. Появление внутри корпуса компрессоров (особенно воздушных) паров масла, которые могут возникнуть из системы привода поршня компрессора. При соединении паров масла с кислородом воздуха возникают взрывоопасные смеси. Для борьбы с этим явлением требуется периодическая проверка состояния приводов компрессоров.

4. Перегрев стенок компрессора (особенно больших высокопроизводительных компрессоров). Для борьбы с этим явлением любые КУ должны иметь систему охлаждения.

5. Возможна ржавчина на внутренних стенках КУ. Меры борьбы: периодический внутренний осмотр КУ. Также КУ д.б. снабжены своей автоматикой безопасности.

Автоклавы применяются в медицине, пищевой промышленности и стройматериалах. При проведении теплового процесса в автоклаве крышка д.б. герметично закрыта.

1. Превышение давления выше рабочего. В результате возможен несвоевременный срыв крышки автоклава и повреждение рабочего персонала. Превышение давления возможно из-за плохой работы КИП и предохранительных клапанов.

2. Плохое крепление крышки автоклава и при рабочем давлении возможен срыв крышки.

3. Нарушение технологии работы с автоклавом, т.к. перед снятием крышки необходимо выпустить пар.

Сосуды и цистерны для хранения и транспортировки газов и жидкостей

Сосуды под давлением бывают небольших размеров: 10, 15, 20 литров (баллоны), а также большей емкости (цистерны).

Каждый сосуд или баллон д.б. окрашен согласно хранимой или транспортируемой жидкости или газа, согласно ГОСТ системы ССБТ «Сигнальная окраска баллонов под давлением».

1. Несоответствие заполняемому газу. Необходимо, чтобы материал баллона соответствовал хранимой жидкости или газа с учетом их хим. свойств.

2. Попадание в кислородные баллоны паров масел и возникновение взрывоопасных смесей. Во избежание этого баллоны промывают дихлорэтилом.

3. Превышение давления внутри баллонов выше рабочего. Из-за неправильного заполнения баллонов, плохой работы предохранительной арматуры и плохой работы или отсутствия КИП, в частности манометра.

4. Несоблюдение температурного режима, хранения и транспортировки баллонов (перегрев и охлаждение). Во избежание этого необходимо соблюдение паспортных требований к температурным режимам, а также стенки баллонов вып-ся с применением теплоизоляционных материалов.

5. Удары или механические повреждения.

Трубопроводы для транспортировки газов и жидкостей

1. Превышение давления (аналогично баллонам).

2. Несоответствие заполняемой среде (аналогично баллонам). Сущ-ет ГОСТ на сигнальную окраску трубопроводов, например, кислород – голубой, газ – желтый, кислоты – зеленый и т.д. (всего 10 групп). Для уточнения параметров транспортируемой среды на трубопроводах вып-ся сигнальные кольца, указывающие высокого или низкого давления этот трубопровод.

3. Воздействие электромагнитных полей на материалы трубопроводов, поэтому кабели должны располагаться от сосудов под давлением на безопасном расстоянии, согласно нормативным документам.

4. Воздействие атмосферных факторов (влажности, агрессивных сред). Поэтому с учетом воздействия окружающей среды трубопроводы должны вып-ся с применением соответствующих защитных оболочек

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-01; Нарушение авторского права страницы

Источник

Функциональная классификация кровеносных сосудов. Факторы, обеспечивающие движение крови по сосудам высокого и низкого давления.

Распространено и обосновано деление сердечно-сосудистой системы по уровню кровяного давления: область высокого и область низкого давления. К области высокого давления относят левый желудочек сердца, артерии крупного, среднего и малого калибра, артериолы; к области низкого давления — остальные отделы системы (от капилляров до левого предсердия).

В функциональной классификации шведского физиолога Б. Фолкова предусмотрено деление системы кровообращения на «последовательно соединенные звенья».

1. Сердце — насос, ритмически выбрасывающий кровь в сосуды.

2. Упруго-растяжимые сосуды, которые превращают периодичный выброс крови из сердца в равномерный кровоток (аорта с ее отделами, легочная артерия).

3. Резистивные сосуды (сосуды сопротивления) — прекапиллярный (в основном артериолы) и посткапиллярный отделы (венулы), которые вместе создают общее сопротивление кровотоку в сосудах органов.

4. Прекапиллярные сфинктеры — специализированный отдел мельчайших артериальных сосудов, сокращение гладкомышечных клеток этих сфинктеров может приводить к перекрытию просвета мелких сосудов. Эти сосуды регулируют объем кровотока в капиллярном русле.

5. Обменные сосуды, или истинные капилляры, где кровь контактирует с тканью благодаря огромным поверхностям капиллярного ложа. Здесь реализуется основная функция сердечно-сосудистой системы — обмен между кровью и тканями.

6. Шунтирующие сосуды (артериовенозные анастомозы), наличие которых доказано не для всех тканей.

7. Емкостные сосуды, в которых изменения просвета, даже столь небольшие, что не оказывают существенного влияния на общее сопротивление, вызывают выраженные изменения распределения крови и величины притока ее к сердцу (венозный отдел системы).

Однако разделение на «резистивные» и «емкостные» сосуды весьма условно, поскольку сопротивлением обладают как артериальные, так и венозные сосуды, хотя в количественном плане эта функция различна для указанных отделов. С другой стороны, емкостью обладают как венозные сосуды, так и артериальные. Весьма расплывчатым является и понятие «емкостные сосуды», поскольку одни авторы относят к ним все венозное ложе, другие — только венулы и мелкие вены. Неудачно выделены в классификации и «прекапиллярные» сфинктеры, поскольку в венозном русле также существуют сосуды с расположением гладкомышечных волокон типа сфинктеров или запирательных образований.

Функциональное назначение различных отделов сердечно-сосудистой системы отражает следующая классификация (Б. И. Ткаченко):

1. Генератор давления и расхода крови — сердце, подающее кровь в аорту и легочную артерию во время систолы.

2. Сосуды высокого давления — аорта и крупные артериальные сосуды, в которых поддерживается характерный для индивидуума уровень кровяного давления.

3. Сосуды — стабилизаторы давления — мелкие артерии и артериолы, которые путем сопротивления кровотоку и во взаимоотношении с сердечным выбросом поддерживают оптимальный для системы уровень артериального давления.

4. Распределители капиллярного кровотока — терминальные сосуды, глад-комышечные образования которых при сокращении прекращают кровоток в капилляре или возобновляют его (при расслаблении), обеспечивая необходимое в данной ситуации число функционирующих и нефункционирующих капилляров.

5. Обменные сосуды — капилляры и частично посткапиллярные участки венул, функция которых состоит в обеспечении обмена между кровью и тканями.

6. Аккумулирующие сосуды — венулы и мелкие вены, активные или пассивные изменения просвета которых ведут к накоплению крови (с возможностью ее последующего использования) или к экстренному выбросу ее в циркуляцию. Функция этих сосудов в основном емкостная, но они обладают и резистивной функцией, хотя и намного меньшей, чем стабилизаторы давления.

7. Сосуды возврата крови — крупные венозные коллекторы и полые вены, через которые обеспечивается подача крови к сердцу.

8. Шунтирующие сосуды — различного типа анастомозы, соединяющие между собой артериолы и венулы и обеспечивающие ненутритивный кровоток.

9. Резорбтивные сосуды — лимфатический отдел системы кровообращения, в котором главная функция лимфатических капилляров состоит в резорбции из тканей белков и жидкости, а лимфатических сосудов — в транспортировке резорбированного материала обратно в кровь.

Виды кровяного давления. Кровяное давление в различных отделах системы кровообращения. Факторы, определяющие его величину. Методы исследования кровяного давления.

Артериальное давление (АД) является одним из ведущих параметров гемодинамики. Оно наиболее часто измеряется и служит предметом коррекции в клинике. Факторами, определяющи­ми величину АД, являются объемная скорость кровотока и величина общего периферического со­противления сосудов (ОПСС). Объемная скорость кровотока для сосудистой системы большого круга кровообращения является минутным объемом крови (МОК), нагнетаемым сердцем в аорту. В этом случае ОПСС служит расчетной величиной, зависящей от тонуса сосудов мышечного типа (преимущественно артериол), определяющего их радиус, длины сосуда и вязкости протекающей крови.

Давление крови в артериях не является постоянным: оно непрерывно колеблется в преде­лах некоторого среднего уровня. На кривой артериального давления эти колебания имеют различ­ный вид.

Пульсовые волны синхронизированы с сокращениями сердца. Во время каждой систолы порция крови поступает в артерии и увеличивает их эластическое растяжение, при этом давление в артериях повышается. Во время диастолы поступление крови из желудочков в артериальную сис­тему прекращается и происходит только отток крови из крупных артерий: растяжение их стенок уменьшается и давление снижается. Колебания давления, постепенно затухая, распространяются от аорты и легочной артерии на все их разветвления. Наибольшая величина давления в артериях (систолическое, или максимальное, давление) наблюдается во время прохождения вершины пуль­совой волны, а наименьшая (диастолическое, или минимальное, давление) — во время прохожде­ния основания пульсовой волны. Разность между систолическим и диастолическим давлением, т.е. амплитуда колебаний давления, называется пульсовым давлением. Оно создает волну первого порядка. Пульсовое давление при прочих равных условиях пропорционально количеству крови, выбрасываемой сердцем при каждой систоле.

В мелких артериях пульсовое давление снижается и, следовательно, разница между систо­лическим и диастолическим давлением уменьшается. В артериолах и капиллярах пульсовые волны артериального давления отсутствуют.

Кроме систолического, диастолического и пульсового артериального давления определяют так называемое среднее артериальное давление. Оно представляет собой ту среднюю величину давления, при которой в отсутствие пульсовых колебаний наблюдается такой же гемодинамиче-ский эффект, как и при естественном пульсирующем давлении крови, т.е. среднее артериальное давление — это равнодействующая всех изменений давления в сосудах.

Продолжительность понижения диастолического давления больше, чем повышения систо­лического, поэтому среднее давление ближе к величине диастолического давления. Среднее дав­ление в одной и той же артерии представляет собой более постоянную величину, а систолическое и диастолическое изменчивы.

Источник